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1、制冷系统设计步骤一、设计任务和已知条件根据要求，在武汉地区，以风机盘管为末端装置，冷冻水温度为7C,空调回水温度为11C，总制冷量为400KV，冷却水系统选用冷却塔使用循环水。二、制冷压缩机型号及台数的确定1、确定制冷系统的总制冷量制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量，以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，可按下式计算：二(1+上)0匚(1+01)x400=440式中制冷系统的总制冷量（Kvy一一用户实际所需要的制冷量（KWA冷损失附加系数。一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW寸，A=0.150.20;当空调制冷量为1741744KW时，A=0.100.15;当空调制冷量
2、大于1744KW寸，A=0.050.07;对于直接供冷系统，A=0.050.07。2、确定制冷剂种类和系统形式根据设计的要求，选用氨为制冷剂并且采用间接供冷方式。3、确定制冷系统设计工况确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作参数的确定参考制冷工程设计手册进行计算。确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确、冷凝温度（）的确定从制冷工程设计手册中查到武汉地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度C）孙C对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算：fff.7*人：r,二7JIC式中一一一冷却水进冷凝器
3、温度（C）；当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（C）；安全值，对于机械通风冷却塔，八=24C。冷却水出冷凝器的温度J（C），与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。按下式确定：选用立式壳管式冷凝器=+（24）=31.2+3=34.2C注意：-通常不超过35C。系统以水为冷却介质，其传热温差取46C，则冷凝温度为-7c式中冷凝温度（C）。 、蒸发温度（）的确定蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。蒸发温度的高低取决于被冷却物体的温度及传热温差，而传热温差与所采用的载冷剂（冷媒）有关。系统以水为载冷剂，其传热温差为IC,即M72C式中一一载冷剂的温度（C）。一般对于冷却淡水和盐水的
4、蒸发器，其传热温差取，-=5C。 、过冷温度（匚）的确定在冷凝压力下，制冷剂液体的过冷温度与冷凝温度的差值，称为过冷度。是否采用过冷应进行全面的经济技术分析。对于一般的空气调节用制冷装置，不采用液体过冷；对于大型的蒸发温度较低（v5C）的制冷装置，在条件许可时使用液体过冷。对于本设计系统，=2C，因此不采用液体过冷，即=0C。 、压缩机吸气口温度（）的确定压缩机的吸气温度根据管道中的传热情况，或根据标准规定的过热度确定。通常=“=;-_C式中对于一般氨压缩机，-：=_C 、制冷系统理论循环p-h图根据绘制的p-h图查表求得各状态参数：确定压力：匚比容：.I_I:.-I.焓值.血二皑h2=i65
5、0kJlkg=A4=390.2474J/Ag塩=1459.16fflU/ig 、制冷系统热力计算、单位质量制冷量（了）的计算饰二阳-爲=0459.168-3&0.247)47/=1068.92ltJ/fcg、单位容积制冷量（八）的计算、制冷剂质量流量（）的计算4401068921、单位理论压缩功（）的计算%二為=（150-1475）V?5kJfkg、压缩机所需的理论功率（厂）的计算匕二讣=0.41153x175=72.053、压缩机吸入制冷剂蒸汽的体积流量（八）的计算-qmxvA=0.1153x0.29ws5f&二0,1153735/s、制冷系数（）的计算1068.921&.U175、单位冷凝
6、负荷（）的计算务二爲-底=0650-390.247)iJ/tg=1259.753L7/Ag、冷凝器热负荷（-：）的计算2二叽5二(041163x1259.753)=518.55、热力完善度（*）的计算逆卡诺循环制冷系数：27515313.l5-275.15=7.2417,241热力完善度:=0,3444、选择制冷压缩机和电动机 、压缩机形式的选择、压缩机制冷量的计算查制冷工程设计手册选择压缩机，选用4V12.5型压缩机，其设备规格参数等列于设备清单中，其理论输气量G=，根据压缩机的理论输气量不变的原则计算所选定压缩机在设计工况下的制冷量，压缩机设计工况下的制冷量二a一可由压缩机的理论输气量q，
7、乘以设计工况下的输气系数；和单位容积制冷量心来确定，即从制冷工程设计手册查得设计工况下的输气系数=0.769热力计算中已经求得单位容积制冷量；=_:_二A汇务x和时二0.769x3685.93x283/3600=222.82、压缩机台数的选择压缩机台数应根据总制冷量来确定:440222.82=1.975式中化压缩机台数（台）；-每台压缩机设计工况下的制冷量（）。因此，选择两台4V12.5型压缩机、压缩机级数的选择压缩机级数应根据设计工况的冷凝压力与蒸发压力之比来确定。一般若以氨为制冷剂，当时，应采用单级压缩机；当八：心时，则应采用两级压缩机。对于本设计制冷系统中，=C-1-上*，因此，本设计制
8、冷系统采用单级压缩。 、压缩机轴功率及配用电动机功率的计算、计算压缩机的质量输气量（）0.769x2830.29序Q.44屜/A=Q.2084他fh、计算压缩机的理论功率（-）呂二去x（禺一殆=020845x!75h7=36.48br、计算压缩机的指示功率（）从制冷工程设计手册查得指示效率7厂指示功率36At0.875、计算压缩机的轴功率（、计算配用电动机功率（L）F=11了工昱=1,1”兰昙血=了3囚加力1 、配用电动机的校核计算选用压缩机空调工况下配用电动机功率75KW75KW53.27KW?合要求。 、压缩机汽缸套冷却水量（二）的计算4186AX4186AX46.32x0.1541心4三
9、、冷凝器的选择计算1、冷凝器的选择原则冷凝器的选择取决于当地的水温、水质、水源、气候条件，以及压缩机房布置要求等因素。一般在冷却水水质较差、水温较高、水量比较充足的地方，宜采用立式冷凝器。武汉地区冷却水温较高，所以选用立式壳管式冷凝器。2、冷凝器热负荷计算冷凝器热负荷可按下式计算：式中冷凝器的热负荷（KW压缩机实际排气的比焓（KJ/Kg）1475+1475+1650-14750.875压缩机的指示效率压缩机的指示效率=0.41163x(1675-390247)=528.84O73、冷凝器传热面积计算巴一冷凝器的传热面积（J）。冷凝器的传热系数心”一制冷剂与冷却介质之间的对数平均温度inin5一
10、131.2-31.2,40-31.2n40-34.2=7.2L立式壳管式氨制冷剂冷凝器K=70旷800W广立式壳管式氨制冷剂冷凝器K=70旷800W广528.84xlO3750x7.2528.84xlO3750x7.2裕量取10%-15%理=fl+012)x975=105.64由压缩机配套的冷凝器LN120可知，其传热面积为120卅109.648m2满足要求。4、冷凝器冷却水量的计算：528.844.126x4=315、冷却塔冷却水量计算:仏=+.5=315&4我45二32g/s四、蒸发器的选择计算1、蒸发器的选择原则蒸发器形式的选择，应根据制冷剂和载冷剂的种类，以及空调系统处理室的结构形式而
11、确定。若空气处理室使用水冷式表面冷却器，以氨为制冷剂时，宜采用卧式壳管式蒸发器。所以，本设计制冷系统中采用卧式壳管式蒸发器。2、蒸发器传热面积计算H-7H-7a、传热温差:細一tnb、传热系数：K查制冷技术P156表82知：K为500550此处取c、传热面积:Qa_440xlO5Z540x6.E1=11,9.65K=540考虑到10%15%的富裕量Ac(s)=119.65X(1+0.15)=137.5975m由压缩机配套的冷凝器DWZ150可知，其传热面积为150m2137.5975卅满足要求。3、载冷剂水循环量计算：仙“I严6洗S五、其它辅助设备的选择计算1、贮液器的选择计算贮液器的容积按制
12、冷剂循环量进行计算，但最大贮存量应不超过每小时制冷剂总循环量的1/31/2。同时，应考虑当环境温度变化时，贮液器内的液体制冷剂因受热膨胀造成的危险，鼓其贮存量一般不超过整个容积的70%80%卩二卩二0411心冥1.72/5丈10龙05x3600=1.279m3由配套的ZA1.5B可知其容积为：1.5丁1.279“满足要求2、油氨分离器的选择计算4x0.769x283x0.105油分离器筒体直径:油分离器筒体直径:3.14x0.29x0.6x3600压缩机配套的YF40直径为273mm215mm满足要求3、气液分离器的选择计算汽液分离器的桶体直径按下列公式计算:Ix283x0.76?13.14x
13、053600配套的AF80桶体直径为：400mm392.33mm满足要求。4、集油器的选择计算集油器的选择是根据经验，当冷冻站的制冷量为300600KW时，选用219mm的集油器一台。型号为：JY200。5、不凝性气体分离器的选择计算一般的，一个系统只选配一台空气分离器，当冷冻站标准工况下的制冷量小于1163KW寸，宜采用一台小号（桶体直径为108mm空气分离器。根据以上条件可知：KF32B满足要求。六、设备清单序号名称单位型号规格数量1制冷压缩机台4V-12.5Q=100000Kal/h22配套电动机台JR91-6P=75KW13立式冷凝器台LN-120F=120314卧式蒸发器台DWZ-1
14、50F=150315贮液器台ZA-1.5BV=1.53316集油器台JY-300D=325mm17油氨分离器台YF-40D=175mm18空气分离器台KF-32BD=108mm19氨液分离器台AF-80D=400mm1七、制冷机房布置方案的确定及说明制冷机房的布置见系统设计图纸。八、制冷系统设计图纸1、武汉地区400KW氮制冷系统平面图（2号图纸）2、武汉地区400KW氮制冷系统A-A剖面图（2号图纸）3、武汉地区400KW氮制冷系统系统图（1号图纸）九、参考文献1、建筑环境与设备工程专业用制冷技术李树林主编机械工业出版社2、空气调节设计手册中国建筑工业出版社3、制冷工程设计手册中国建筑工业出版社4、氨制冷系统附属设备大连冰山集团5、125系列氨制冷压缩机大连冰山集团附录:1、压缩机规格表名称氨制冷压缩机生产厂家上海第一冷冻机厂型号4V-12.5型使用工质NH3制冷量标准
